[发明专利]应用于对撞机磁铁线圈的快速过温保护方法

说明书

本发明涉及一种应用于对撞机磁铁线圈的快速过温保护方法，包括，采集对撞机磁铁各线圈电压值U_线i；对电压值U_线i进行滤波得到电压值U_滤i，所述滤波包括RC滤波和数字滤波；将电压值U_滤i进行归一化处理得到电压值U_归i；通过将所述电压值U_归i与设置的阈值进行比较，进行磁铁线圈的过温故障判断和过温保护。本发明通过数字滤波避免干扰信号造成的误报警；通过对多个线圈进行归一化处理，使各路不同长度的线圈阈值得到统一；通过与设置的阈值进行比较，发现温升异常，可以在线圈温度上升到75℃时给出断电信号，在0.02秒内切断磁铁电源输出电流，对加速器磁铁线圈有效实现可靠及时的保护。

技术领域

本发明涉及对撞机技术领域，尤其是一种应用于对撞机磁铁线圈的快速过温保护方法。

背景技术

如图1所示，正负电子对撞机(BEPCII)对撞区特种磁铁分别为Q1a、Q1b(切割型四极磁铁)和ISPB磁铁(切割型二级磁铁),由于磁铁安装设计条件所限，线圈的电流密度高达50A/mm2，是普通线圈的十倍。特种磁铁线圈为铜导体，具有正温度系数的特点，给磁铁供电为直流大电流电源,当通工作电流时线圈导体发热，阻值会相应升高，每块磁铁的线圈都用冷却水路并联冷却。当磁铁绕组通工作电流时如果冷却水路出现断路或阻塞，绕组将会迅速发热并烧毁，不仅付出昂贵的设备重造费用而且会造成对撞机停止供束，浪费对撞机时。

对于磁铁线圈的过温保护，国内加速器通常有两种方式，一种是采用温控开关温度控制器KSD301、302，通过PLC采集触点信号串行扫描，一种是pt100的温度传感器把温度变化转换为电阻值,再通过引线把信号传递到计算机控制装置，无论是哪种方式，进行处理后给磁铁电源切断输出电流的信号,其响应时间都要超过3s，对于对撞区特种铁温度保护20ms的指标是不可能满足的。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种应用于对撞机线圈的快速铁温保护方法，检测和判断特种线圈的温度是否超温，并实现快速有效的保护。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种对撞机磁铁线圈过温保护方法，包括，

采集对撞机磁铁各线圈电压值U_线i，i＝1,···,N,N为磁铁线圈的个数；

对所述电压值U_线i进行滤波得到电压值U_滤i，所述滤波包括RC滤波和数字滤波；

将所述电压值U_滤i进行归一化处理得到电压值U_归i；

通过将所述电压值U_归i与设置的阈值进行比较，进行磁铁线圈的过温故障判断和过温保护。

进一步地，所述设置的阈值包括多个，每个阈值与一种过温故障对应。

进一步地，所述阈值包括3个；其中，

第一阈值U_阈1用于判断是否发生水路阻塞故障；

第二阈值U_阈2用于判断是否发生完全断水故障；

第三阈值U_阈3用于判断是否发生断线故障。

进一步地，所述第一阈值

所述第二阈值U_阈2＝U_DCCT×110％；

所述第三阈值U_阈3＝U_DCCT×50％；

式中，U_DCCT为经过数字滤波后的磁铁电源DCCT的电压值。